来自栖热嗜热菌HB8（Thermus thermophilus HB8,ATTC27634）的4-α-糖基转移酶（4-α-glycosyltransferase,简称4GT,EC2.4.1.25）是一种耐高温的α-淀粉酶,它可以水解供体分子的α-1,4糖苷键,转移到受体分子上生成新的α-1,4糖苷键,不仅可以改善淀粉基食品的性质,还可以催化生成大环糊精、热可逆凝胶和抗性淀粉等产物,广泛应用于食品和医药健康等领域。目前虽已实现4GT在基因工程菌中的重组表达,如大肠杆菌、食品安全（Generally Recognized As Safe,GRAS）的枯草芽孢杆菌和酵母菌,但是已报道的酶活不高。而产业化的4GT相关专利技术一直被国外公司垄断,国内在4GT产业化方面仍处于起步阶段,所以需要进一步提高4GT的酶活产量,为本国产业化奠定基础。解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）作为GRAS菌株,不仅能自产α-淀粉酶、蛋白酶、β-葡聚糖酶等,还能作为外源蛋白表达的高效宿主。本研究旨在实现4GT在解淀粉芽孢杆菌中的高效表达,主要研究成果如下:（1）确定BA23为适合4GT表达的解淀粉芽孢杆菌以可转化、产淀粉酶高、产蛋白酶低、耐盐耐高温、生长性能良好等作为筛选条件,从30株解淀粉芽孢杆菌野生株中确定BA23为目标宿主。（2）优化4GT在BA23中的表达体系通过SDS-PAGE和Western-Blotting验证4GT在BA23中的表达,其初始胞外酶活为200U/mL。通过构建不同载体表达4GT,确定最优载体为pHTNO4,酶活提高50%,最高酶活可达300U/mL。最优信号肽SamyQ,酶活进一步提高33%,最高酶活为430U/mL。定点突变4GT基因Y54G,酶活提高14%,最高酶活492U/mL。通过培养条件的优化,确定最优条件为:IPTG浓度1mM,接种量1%,碳源为可溶性淀粉（10g/L）,氮源为豆粕（5g/L）,金属离子Mg2+0.2%。正交试验最优组合为豆粕:5g/L,可溶性淀粉:10g/L,接种量:2%,最高酶活为 575U/mL,提高了 16.8%。（3）诱变选育高产菌株通过3轮NIT诱变质粒和3轮NTG诱变重组菌,并建立碘与淀粉显色的高通量筛选方法,筛到高产菌株3T8,在优化培养基中最高酶活为800U/mL,较出发菌的酶活提高了 39.1%,单位酶活提高了 98.2%。（4）探索重组4GT酶学性质通过阴离子交换层析纯化重组菌pHTNO4（Pgrac+SamyQ）-HB4GT（Y54G）/BA23,得到纯酶比酶活为510U/mg,纯化倍数为7.86倍。探究酶学性质:野生HB4GT和突变体Y54G最适温度分别为60℃和55℃。最适pH都是7.5。55℃和60℃下野生HB4GT 比突变体Y54G的半衰期长约1.5h。大多数金属离子对4GT有促进作用,但Zn2+、Cu2+、Fe3+对4GT有抑制作用。探索酶促动力学:突变体Y54G 比野生HB4GT与底物的亲和力（1/Km）升高,但催化效率（Kcat/Km）降低,可能与Y54参与底物结合有关。综上,本研究实现了 4GT在解淀粉芽孢杆菌中的重组表达,以pHTNO4为载体,SamyQ为信号肽,Pgrac为启动子,点突变Y54G,并经诱变选育,在IPTG浓度1mM,接种量2%,碳源为可溶性淀粉（10g/L）,氮源为豆粕（5g/L）条件下发酵,4GT的酶活最高达到800U/mL,在初始酶活的基础上提高了 3倍。本文课题是在前人的基础对4GT的重组表达进一步的突破,前有欧阳小英在大肠杆菌中实现4GT最高酶活254.78U/mL,万惠惠在枯草芽孢杆菌中实现4GT最高酶活456.3U/mL,本文实现4GT在解淀粉芽孢杆菌中从初始酶活200U/mL到最高酶活800U/mL,是国内已有报道的高产酶活,为4GT的产业化进程奠定基础。